在小孔徑小公差的檢測中(主要是H7級公差及以下)的檢測，常見的方式是采用塞規(guī)檢測。但這類塞規(guī)由于設計公差范圍較小，加工難度大，無法讀取準確的數(shù)值，計量檢測無法保證，在其不能滿足檢測需要的情況下，新的檢測手段應該如何選擇呢？
PART 01 當前檢測方法分析
以孔徑(φ6～φ30)的H7級公差為例計算的塞規(guī)尺寸如表所示。目前采用塞規(guī)檢測方法主要存在的弊端包括：
塞規(guī)制作成本高：根據(jù)工具車間和同行業(yè)的數(shù)據(jù)分析，只有塞規(guī)的公差大于0.003 mm時，塞規(guī)才能保證95%以上的產(chǎn)品合格率;當小于0.0015mm時，只能保證33%的合格率;當小于0.0025mm且大于0.0015mm時，只能保證67%的合格率。
使用成本高：通端的下差和磨損極限的差值即為磨損量，磨損量越小，塞規(guī)的使用壽命越短。
計量困難：根據(jù)計量室反饋，由于設計公差范圍太小，約在0.014mm左右，加工難度大，無法讀取準確的數(shù)值，計量檢測無法保證，驗收合格率低。
產(chǎn)品加工困難：因為塞規(guī)吃掉了產(chǎn)品要求公差的一部分公差，導致產(chǎn)品加工時壓縮到產(chǎn)品圖要求尺寸的中差，因而對加工的要求也相應提高了(見圖1)。
圖1 塞規(guī)的原理結構
以殼體類零件經(jīng)常使用的工藝銷子孔φ11H7為例，根據(jù)《塞規(guī)、卡板的計算程序》計算所得(見圖2)，計算產(chǎn)品被壓縮之后的：
圖2 φ11H7塞規(guī)的計算
PART 02 解決方案分析
針對以上原因，提出以下幾種方案供參考使用：
方案一：加大塞規(guī)的設計公差
針對制造和檢驗提出的問題，可以加大通端和止端的設計公差為0.003mm，保證90%以上的成品率;加大磨損量到0.003mm，增加檢具的磨損量(見圖3)。
圖3
同樣以φ11H7為例，產(chǎn)品被壓縮之后的實際要求尺寸Sj=0.009mm。即對產(chǎn)品圖的要求尺寸更加嚴格了，公差為原先的一半，產(chǎn)品圖要求的φ11H7在機加工過程中要控制在φ11H5級，導致加工難度增加，因誤判導致的產(chǎn)品合格率降低。
方案二：使用氣動量儀
氣動量儀因其與塞規(guī)相比能精確讀數(shù)、成本低，同時還能檢測內(nèi)孔的圓度、錐度，兩孔中心距、同軸度、垂直度等而在小公差尺寸檢測的應用上越來越廣泛。
因氣動量儀使用時要求安裝在沒有振動的工作臺上，以保證浮標能自由的上下移動，不與玻璃管壁相碰，而且沒有顯著的擺動現(xiàn)象。測工件時，把工件水平平穩(wěn)地放在工作臺上，測頭校準之后插入孔內(nèi)，量儀示值為內(nèi)徑;旋轉測頭一周量儀示值差為圓度;測頭在孔內(nèi)上下移動一定距離可測量孔是否有錐度，通過三角函數(shù)換算可得到錐度值。
因為測量時要求工件水平平穩(wěn)地放在工作臺上，而殼體類零件有一部分尤其是大殼產(chǎn)品體積龐大、質(zhì)量重，則要求工作臺一定要足夠大，同時有移動設備。很明顯該類檢具不適合大的殼體類檢測。
方案三：使用電子塞規(guī)
電子塞規(guī)是近年發(fā)展起來可替代氣動量儀和塞規(guī)的高效孔徑測量儀器。電子塞規(guī)由電子塞規(guī)本體和電子測微顯示儀組成。電子塞規(guī)的傳感器一般采用開啟式差動變壓器原理，這種結構特點是測量范圍寬，可達1～2mm。電子塞規(guī)本體由塞規(guī)體、專用導套和硬質(zhì)合金側頭等組成。與塞規(guī)配套的電子放大器一般選用模擬放大電路和向敏檢波器等組成。
圖4 電子塞規(guī)
圖5 電子塞規(guī)小尺寸
電子塞規(guī)精度高，綜合測量誤差小于0.001mm，穩(wěn)定、可靠、耐用，可在生產(chǎn)車間常溫條件下長時間使用，它完全可以替代塞規(guī)、三爪內(nèi)徑千分尺及內(nèi)徑量表等測孔檢具，可快速、方便地測量通孔的直徑、橢圓度和錐度。
圖6 上下限環(huán)規(guī)
電子塞規(guī)采用兩個硬質(zhì)合金測頭進行接觸測量，測力小、耐磨性好。測頭安裝具有自鎖功能，安裝調(diào)整方便。一般情況下，按用戶的訂貨要求設計專用導套，專用的導套保證了測量時的間隙、導向和定心，測量的孔徑準確、客觀和快速。圖4、圖5分別是大小不一樣的電子塞規(guī)結構圖。尾線部分連接測量的顯示儀器，每個都配有兩個上下限環(huán)規(guī)(見圖6)，圖7是快換測頭。
圖7 快換側頭
使用時，測量時電子塞規(guī)測頭應處在導套直徑方向上，若導套直徑偏離測頭軸線方向，則測量的是弦而不是工件的直徑，如圖8所示。其產(chǎn)生的偏心誤差可用下式表示：
圖8
